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测头半径对1级渐开线样板齿廓偏差测量的影响

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仪器仪表学报 2022年第4期43卷 121-128页

作者：凌明凌四营刘远航张志豪王立鼎大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室大连116023 大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室大连116023

按齿轮渐开线样板国家标准推荐,1级齿轮渐开线样板的齿廓形状偏差需从展开长度3或5 mm开始计值,齿根部非计值区间对应渐开线弧长仅为0.03~0.18 mm,导致1级齿轮渐开线样板齿根部的渐开线齿廓难以精确测量。为了能更好发挥1级齿轮渐开线... 详细信息

按齿轮渐开线样板国家标准推荐,1级齿轮渐开线样板的齿廓形状偏差需从展开长度3或5 mm开始计值,齿根部非计值区间对应渐开线弧长仅为0.03~0.18 mm,导致1级齿轮渐开线样板齿根部的渐开线齿廓难以精确测量。为了能更好发挥1级齿轮渐开线样板的量值精准传递作用,分析了1级齿轮渐开线样板结构的特殊性以及测头半径对渐开线齿廓偏差测量结果的影响,结果表明,在齿根展开角误差时,测头半径引入的测量误差会随着测头半径的增大而增大,并随着展开长度的减小而增大,在基圆附近的测量误差可以达到齿廓偏差的50%~200%;当仅渐开线齿面存在加工误差时,测头半径引入的测量误差和展开长度受影响的范围会随着测头半径的增大和被测渐开线基圆半径的增大而增大,在齿根部展开长度10%的范围内测量误差约齿廓形状偏差的10%~60%。通过选取测头半径r_(p)=0.5和2.5 mm的测头对同一齿轮渐开线样板验进行了测量实验验证了上述结论。研究为1级齿轮渐开线样板的精密制造、精密测量及使用展开长度区间选取提供了支持。

关键词：齿轮渐开线样板渐开线齿廓偏差齿轮测量量值传递

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非圆齿轮齿廓特性分析及偏差测量方法研究

电子测量与仪器学报 2016年第10期30卷 1520-1533页

作者：韩江高婷江本赤夏链合肥工业大学机械工程学院合肥230009

针对现有啮合检测法不能快速准确地测量非圆齿轮单项偏差的问题,提出了一种非圆齿轮齿廓偏差测量方法。对非圆齿轮齿廓的展成特性进行了分析,求解出齿廓特征突变时所对应的偏心率临界值,以判断齿轮是否满足渐开线齿廓偏差测量条件。对... 详细信息

针对现有啮合检测法不能快速准确地测量非圆齿轮单项偏差的问题,提出了一种非圆齿轮齿廓偏差测量方法。对非圆齿轮齿廓的展成特性进行了分析,求解出齿廓特征突变时所对应的偏心率临界值,以判断齿轮是否满足渐开线齿廓偏差测量条件。对于满足测量条件的非圆齿轮,首先求解出其齿廓起测点,然后采用自主开发的仿真加工与齿廓点提取插件,快速获取理论齿廓点,并利用NURBS插值法得到理论齿廓曲线,最后通过测头半径补偿得到测头运动轨迹。实验结果表明,所提出的方法能够快速准确地测量非圆齿轮齿廓偏差,是完全可行的。

关键词：非圆齿轮渐开线齿廓偏差测量模型齿廓曲线 NURBS插值起测点测头半径补偿

超精密齿轮齿廓偏差测量系统测量不确定度评定

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计量技术 2008年第9期 63-67页

作者：王阔马勇大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室大连116023 大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室大连116023

叙述了测量不确定度的原理、重要性及其在超精密测量中的应用。分析和计算了超精密齿轮渐开线齿廓偏差测量系统各不确定度来源及其对测量精度的影响。应用光学测量系统测量了此测量系统各部分运动系统精度,并最终确定此超精密齿轮渐开... 详细信息

叙述了测量不确定度的原理、重要性及其在超精密测量中的应用。分析和计算了超精密齿轮渐开线齿廓偏差测量系统各不确定度来源及其对测量精度的影响。应用光学测量系统测量了此测量系统各部分运动系统精度,并最终确定此超精密齿轮渐开线齿廓偏差测量系统的测量不确定度。

关键词：测量不确定度超精密齿轮渐开线齿廓偏差

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1级齿轮渐开线样板的国内量值比对

光学精密工程 2022年第22期30卷 2869-2875页

作者：凌四营凌明石照耀柏林王立鼎大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室辽宁大连116023 大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室辽宁大连116023 北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心北京100124 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

齿轮渐开线样板国家标准GB/T 6467-2010中的最高等级为1级,其齿廓形状公差在1.0~2.1μm之间,目前我国商品渐开线测量仪的测量不确定度暂不满足1级齿轮渐开线样板的测量要求。为了验证大连理工大学高精度齿轮研究室研制的齿轮渐开线样板... 详细信息

齿轮渐开线样板国家标准GB/T 6467-2010中的最高等级为1级,其齿廓形状公差在1.0~2.1μm之间,目前我国商品渐开线测量仪的测量不确定度暂不满足1级齿轮渐开线样板的测量要求。为了验证大连理工大学高精度齿轮研究室研制的齿轮渐开线样板的制造精度,大连理工大学联合中国计量科学研究院、东北国家计量测试中心、重庆市计量质量检测研究院对编号GIA db100-200-262:06的具有3种基圆参数的新型齿轮渐开线样板进行了国内量值比对。根据各单位计量室提供的齿轮渐开线样板基圆半径和齿廓形状偏差的测量结果和测量不确定度,采用加权平均法计算该齿轮渐开线样板的齿廓形状偏差参考值,最终测量结果的归一化偏差|E_(n)|渐开线样板4个齿面计值范围内的齿廓形状偏差f_(fα)=(0.27~0.43)±0.53μm,满足我国齿轮渐开线样板国家标准GB/T 6467-2010对1级齿轮渐开线样板齿廓形状公差和计值范围的要求。

关键词：齿轮渐开线样板渐开线齿廓偏差量值比对

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渐开线纯滚动测量中展开长度的确定方法

仪器仪表学报 2022年第8期43卷 101-108页

作者：凌明凌四营刘祥生石照耀王立鼎大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心

双滚轮-导轨式渐开线测量仪一种无阿贝误差、误差源少、测量精度高的渐开线测量仪器，常用来测量1级齿轮渐开线样板或1级标准齿轮，但是双滚轮-导轨式渐开线测量仪不易准确获得渐开线的齿廓偏差与展开长度的对应关系。而渐开线齿面的齿... 详细信息

双滚轮-导轨式渐开线测量仪一种无阿贝误差、误差源少、测量精度高的渐开线测量仪器，常用来测量1级齿轮渐开线样板或1级标准齿轮，但是双滚轮-导轨式渐开线测量仪不易准确获得渐开线的齿廓偏差与展开长度的对应关系。而渐开线齿面的齿根部容易累积较多的加工误差和测量误差，1级齿轮渐开线样板要求齿廓偏差需要从展开长度3或5 mm处开始计值，如果展开长度存在偏差将会影响齿廓偏差的测量结果。为了获得齿廓偏差与展开长度较为准确的对应关系、实现齿轮渐开线样板的精确计值，本文研究了双滚轮-导轨式渐开线测量仪测量齿轮渐开线样板时齿轮渐开线样板齿顶圆角、齿顶圆偏差和滚轮半径偏差对展开长度的影响，提出一种基于机器视觉的双滚轮-导轨式渐开线测量仪测量策略和展开长度修正方法，通过机器视觉判断渐开线样板理论齿顶点和起始测量位置，并根据滚轮半径对展开长度进行修正。本文对一件齿轮渐开线样板进行了测量实验，齿廓形状偏差的测量结果与齿轮测量中心的差异不大于0.1μm,且齿廓偏差曲线具有一致性，说明该测量策略可以获得齿廓偏差与展开长度的对应关系。

关键词：齿轮渐开线样板渐开线测量展开长度渐开线齿廓偏差机器视觉

环境温度对双滚轮-导轨式渐开线测量仪的影响

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仪器仪表学报 2022年第12期43卷 104-111页

作者：凌明凌四营张衡王奉涛王立鼎大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室大连116023 大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室大连116023 汕头大学智能制造技术教育部重点实验室汕头515063

双滚轮-导轨式渐开线测量仪是一种无阿贝误差、误差源少、测量精度高的渐开线测量仪器,常用来测量高精度标准齿轮和齿轮渐开线样板。本文研究了环境温度对双滚轮-导轨式渐开线测量仪及齿轮渐开线样板的影响,发现当双滚轮-导轨式渐开线... 详细信息

双滚轮-导轨式渐开线测量仪是一种无阿贝误差、误差源少、测量精度高的渐开线测量仪器,常用来测量高精度标准齿轮和齿轮渐开线样板。本文研究了环境温度对双滚轮-导轨式渐开线测量仪及齿轮渐开线样板的影响,发现当双滚轮-导轨式渐开线测量仪的滚轮与待测齿轮渐开线样板的热膨胀系数相同时,环境温度的变化不会带来齿廓倾斜偏差,而滚轮与齿轮渐开线样板的热膨胀系数不同时,在20℃±5℃范围内环境温度的变化带来的齿廓倾斜偏差是随环境温度线性变化的,而且上述两种情况环境温度的变化均只带来纳米量级的齿廓形状偏差,可以忽略。通过ANSYS进行了渐开线样板、滚轮和导轨的热膨胀仿真验证,并通过GCr15钢和SiC陶瓷材料的滚轮对材料为GCr15钢的渐开线样板的同一齿面进行了不同环境温度下的齿廓偏差测量实验,环境温度变化时,GCr15钢材料滚轮测得的齿廓倾斜偏差未发生明显改变,SiC陶瓷材料滚轮测得的齿廓倾斜偏差的变化量为0.71μm/℃,与理论值0.73μm/℃基本一致,两种材料滚轮测得的齿廓形状偏差均未发生明显改变。

关键词：渐开线齿廓偏差齿轮测量热膨胀误差补偿

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虑及计值范围的1级齿轮渐开线样板精密成型

仪器仪表学报 2021年第11期42卷 35-44页

作者：凌明凌四营刘祥生杨洋王立鼎大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室大连116023 大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室大连116023

齿轮渐开线样板是渐开线齿轮齿廓偏差溯源与量值传递的基准,是校准各种渐开线测量仪器的标准计量器具,但是目前国内外没有满足我国齿轮渐开线样板国家标准GB/T 6467-2010要求的1级齿轮渐开线样板。1级齿轮渐开线样板对计值范围和齿廓形... 详细信息

齿轮渐开线样板是渐开线齿轮齿廓偏差溯源与量值传递的基准,是校准各种渐开线测量仪器的标准计量器具,但是目前国内外没有满足我国齿轮渐开线样板国家标准GB/T 6467-2010要求的1级齿轮渐开线样板。1级齿轮渐开线样板对计值范围和齿廓形状偏差要求极为严格,齿根部非计值范围内的齿面弧长仅0.1 mm左右,极易受加工误差影响,导致齿根部加工根切或加工不完整,使齿轮渐开线样板的齿根部齿廓形状偏差超差。本文建立了起始展开角误差与齿轮渐开线样板齿根部齿廓偏差映射关系的数学模型,分析了齿根部齿廓形状偏差超差的原因,通过Siemens NX运动仿真和CAD仿真对模型进行了验证,并提出一种渐次加工的齿轮渐开线样板齿根部工艺,利用该工艺对一件具有3种基圆参数的新型齿轮渐开线样板进行了磨削实验,4个齿面均满足在计值范围内齿廓形状偏差f_(fα)渐开线样板国家标准GB/T 6467-2010对1级齿轮渐开线样板计值范围和齿廓形状偏差的要求,研究成果为1级齿轮渐开线样板的精密制造提供了工艺方法的支持。

关键词：齿轮渐开线样板渐开线齿廓偏差磨齿工艺精密加工

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高精度齿轮渐开线样板与测量仪器研究进展

光学精密工程 2023年第23期31卷 3457-3473页

作者：凌四营凌明林虎王奉涛王立鼎汕头大学智能制造技术教育部重点实验室广东汕头515063 大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室辽宁大连116023 中国计量科学研究院北京100029

渐开线圆柱齿轮是量大面广的关键机械基础件,为了实现渐开线量值的统一,通常需要将渐开线样板作为渐开线的实体标准器进行渐开线齿廓偏差的量值溯源、量值传递与量值比对。本文回顾了各国高精度单基圆参数、多基圆参数渐开线样板、集成... 详细信息

渐开线圆柱齿轮是量大面广的关键机械基础件,为了实现渐开线量值的统一,通常需要将渐开线样板作为渐开线的实体标准器进行渐开线齿廓偏差的量值溯源、量值传递与量值比对。本文回顾了各国高精度单基圆参数、多基圆参数渐开线样板、集成其他几何参数的齿轮样板、非渐开线式样板及高精度渐开线测量仪器的研究进展,并对渐开线样板的使用展开长度提出了建议,对高精度渐开线样板的发展做出了展望。

关键词：渐开线样板渐开线齿廓偏差渐开线测量仪标准器

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双盘式渐开线测量仪数据采集与控制系统研究

双盘式渐开线测量仪数据采集与控制系统研究

作者：郝炎辉大连理工大学

学位级别：硕士

渐开线齿轮由于能保证定传动比传动、受力方向不变等优点，广泛应用于航空、汽车和自动化生产线等各种通用机械中。随着现代工业生产和科学技术的迅速发展，对齿轮制造质量的要求越来越高，而其制造质量取决于诸多方面，其中齿轮测量仪... 详细信息

渐开线齿轮由于能保证定传动比传动、受力方向不变等优点，广泛应用于航空、汽车和自动化生产线等各种通用机械中。随着现代工业生产和科学技术的迅速发展，对齿轮制造质量的要求越来越高，而其制造质量取决于诸多方面，其中齿轮测量仪器和测试技术水平是其中的一个关键环节。在渐开线齿轮若干精度指标的测试中，渐开线齿廓偏差检验是一个重要且难度较大的检测项目。双盘式渐开线测量仪符合机械展成法测量渐开线齿廓原理，具有结构简单、误差环节少、精度高等优点，是测量标准齿轮渐开线齿廓的高精度仪器之一，但由于其全手工操作造成测量效率低、操作不便等缺点。随着计算机技术的高速发展，计算机硬件成本的大幅降低以及可靠性的不断提高，计算机技术在检测系统中得到广泛应用，因此把计算机技术和检测技术结合起来成为现代测量领域的发展趋势。本文就是将计算机技术和电子技术引入双盘式渐开线测量仪，采用研华PCL-818L数据采集卡，基于VC++6.0编制数据采集与控制系统软件，结合硬件电子电路控制电机与常用功能按钮，实现测量过程的半自动化;接着对数据采集过程中的齿面等间隔采样和展丌长度等间隔采样两种方法进行了理论分析和实验验证;最后，对数据采集和齿廓偏差评定影响较大的电感测微仪进行了标定试验，以及对一精密标准齿轮渐开线齿廓进行实际检验。该数据采集与控制系统依照双盘式渐开线测量仪测量要求，以软件控制为主、与硬件电路相结合，具有实时显示、数据采集与处理、自动绘图、保存打印等功能，在保证测量精度的基础上提高了测量效率。经实际测试表明，该系统具有良好的可操作性和稳定性。

关键词：双盘式渐开线测量仪标准齿轮渐开线齿廓偏差数据采集与控制系统